纳米尺度分子内荧光淬灭效应的研究

本实验将自聚发光分子四苯基乙烯(TPE)和聚集淬灭分子阿霉素(DOX)连接为荧光分子复合物(TPEDOX conjugate,TD),并通过荧光光谱分析和扫描电镜观察结合的方法,对TD纳米聚集体中TPE和DOX的荧光淬灭机制进行了研究。实验发现,在TD分子内,TPE和DOX之间发生了"能量传递接力"的现象,即TPE通过荧光能量共振转移将能量传递给DOX,导致自身荧光发射淬灭;DOX由于TD纳米聚集体的形成,发生了聚集淬灭现象,致使TPE转移的能量和DOX自身的荧光发射均被淬灭,达到一个荧光双淬灭的效果。研究中采用荧光分析与电镜观察结合的方法,阐述了将两种具有相反发光性质的荧光分子在纳米尺度的荧光淬灭机理,为纳米尺度上的分子内荧光淬灭研究提供了理论依据。

碳点复合粉末法手印显现技术研究进展

手印在刑事侦查和司法鉴定中起着极其重要的作用。碳点因其优良的荧光性能、稳定的化学性能、低廉的成本,在手印显现领域展现出了广阔的应用前景。本文探讨了碳点手印显现技术的荧光机制,比较分析了改善固态碳点粉末聚集淬灭效应的两种应对策略,相比于改变碳点结构或表面修饰方法,将碳点分散到基质材料中更加便捷且稳定;阐述了碳点-无机盐/无机氧化物、碳点-高分子材料、碳点-有机化合物三类碳点复合粉末在手印显现领域的应用进展,对比分析了三类固态碳点粉末在手印显现应用中的适用客体、碳点分布、荧光强度及稳定性、显色效果、制备成本等方面的差异性;指出了碳点手印显现技术研究中需要进一步优化的环节与不足,以期为后续碳点应用于粉末法手印显现技术领域的研究提供参考。

固液态均荧光发射的四苯乙烯基衍生物的合成

为了打破传统荧光材料的聚集荧光淬灭(ACQ)的应用限制,通过共价键连接聚集诱导发光(AIE)分子与平面ACQ分子,可以构建在溶液中和固态下都具有荧光发射特性的化合物。分别通过多步反应合成了带有烷基硫醚的萘酰亚胺衍生物3和连接炔吡啶的四苯乙烯衍生物7。化合物3和化合物7通过酰胺缩合,合成了一种四苯乙烯-萘酰亚胺二联体化合物8,化合物8兼具ACQ和AIE分子的特性。结果表明:溶液状态下化合物8具有蓝色荧光发射,其最大发射峰位于452 nm,固态下为黄绿色荧光,最大发射峰位于487 nm。利用三氟乙酸对其荧光进行调控能够实现CIE色坐标为(0.33,0.32)的单分子白光发射。

固液双态高效发光的液晶分子的合成、相结构及光物理性质

常见的有机发光分子主要有聚集导致猝灭(ACQ)分子和聚集诱导发光(AIE)分子。前者仅在单分子态(如稀溶液)高效发光,而后者仅在聚集态(如固态)高效发光。本工作中,我们合成了一种在稀溶液和聚集态均能高效发光的液晶分子(MS-12),并表征了其液晶性质和光物理性质。MS-12的两端为树枝单元,中间为长棒状的刚性核,可看作典型的Phasmid型液晶基元;刚性核由氰基二苯乙烯(AIE单元)和苯炔苯(ACQ单元)单元构成;由于氰基的强吸电子效应,MS-12具有D-A-π-A-D的结构特征。MS-12在固态形成六方柱状液晶相,单分子层厚度(~0.44 nm)的单胞内含有~4个分子;其在稀溶液态高效发光,在四氢呋喃中荧光量子产率(QY)~78.1%,在固态表现出AIE分子的性质,在本体液晶态的QY~59.6%。本研究为多态发光分子的设计,尤其是多态发光液晶分子的设计提供了有效的方案。

新型AIE效应发光体的研究进展

将具有聚集诱导发光效应(AIE)的发光体与具有聚集浓度淬灭效应(ACQ)的发光体结合形成新型AIE发光体。本文综述了新型AIE发光体在传感器和生物细胞成像等领域的研究进展,并对其应用前景进行了展望。

基于整体识别的纳米乳经皮转运研究

纳米乳具有良好的促进药物透皮吸收作用,但对于完整的纳米乳能否透入皮肤仍然知之有限。本研究通过聚集淬灭荧光探针(P4)标记实现纳米乳的整体识别,以香豆素6(C6)模拟载带药物,探索纳米乳在完整大鼠皮肤和经微针处理大鼠皮肤中的经皮转运情况。通过单因素试验优化,分别制备了粒径为80和500 nm的纳米乳。完整皮肤给药后4 h,2种粒径纳米乳均不能完整、高效地进入皮肤,但小粒径纳米乳能够在毛囊聚集,并向周围皮肤组织扩散C6。微针处理显著提高了纳米乳的经皮转运,小粒径纳米乳比大粒径纳米乳更易于进入皮肤深部,并向更深处皮肤组织扩散C6。

纳米药物载体体内命运研究:环境响应型荧光染料的应用

纳米制剂的体内命运研究关乎其临床转化的成败,目前所面临的最大挑战之一是如何在体内实时准确地监测纳米载体自身。传统的放射或荧光探针从被标记母体粒子解离后,依然发射信号,从而带来干扰,导致对结果的误判。环境响应探针根据纳米载体所处环境变化而切换信号,有助于将粒子信号与游离探针信号有效区分。目前应用的环境响应荧光染料主要有三大类,其原理分别基于荧光共振能量转移(FRET)、聚集诱导发光(AIE)及聚集导致淬灭(ACQ)效应。它们的共同特点是,当被包载于纳米粒中时发射荧光,而伴随着纳米载体的降解或破坏,染料分子被释放,因周围环境变化而发生信号切换或荧光淬灭。根据信号的变化可对纳米粒在生物体内的存续状态进行判断。FRET和AIE染料被广泛用于研究纳米粒和细胞的相互作用,较少应用于体内命运研究。ACQ染料对生物介质中的水敏感,具有普适性,结合各种成像设备,可更为准确地追踪纳米粒在体内的转运过程。本文对3种环境响应荧光染料的应用原理、优缺点及纳米粒体内命运研究中的应用进行了综述。